ch1 平板显示技术的发展

教材《平板显示技术基础》平板显示技术基础，2013年，北京大学出版社一种永远坚持的刻苦精神知识，在大家四年的生活中，已经装了满腹，那么我要给大家的是信心和勇气。坚持做到六个不要：不要自私不要抱怨不要借口不要自满不要放弃不要拖延新东方教育科技集团总裁俞敏洪一颗永远超越的心京东方科技集团股份有限公司上海天马微电子有限公司信利半导体有限公司国内的TFT-LCD产业迅猛发展，追台赶韩超日的趋势越发明显。国内产业人士为此感到振奋！！主讲内容韩国LG2009横滨光电展示4.3英寸FlexibleAMOLED日本NHK和夏普开发85英寸TFT-LCDAMOLED技术液晶显示技术广视角技术薄膜晶体管技术有机发光显示技术有源矩阵有机发光显示技术3D技术触摸屏技术TFT-LCD技术新型的显示技术参考书目：平板显示应用技术手册，应根裕，电子工业出版社，2007年第1版液晶与平板显示技术，高鸿锦，北京邮电大学出版社，2007年第1版薄膜晶体管液晶显示器件的制造、测试与技术发展，王大巍，机械工业出版社，2007年第1版有机电致发光材料与器件，黄春辉，复旦大学出版社，2005年第1版OLED有机电致发光材料与器件，陈金鑫，清华大学出版社，2005年第1版，中华液晶网

，技术在线，维基百科第1章平板显示技术简介1.1显示技术的发展1.2显示技术的种类1.3显示器的性能对比1.4显示器的性能参数1.1显示技术的发展信息时代京东方110英寸全球最大尺寸的超高清显示屏集众多先进技术于一身：超大尺寸面板拼接曝光技术超大尺寸先进工艺制程技术高帧速面板设计技术超大尺寸拼接镜像同步扫描技术120Hz高频驱动技术局域动态背光技术1.1显示技术的发展信息时代1G:有声通信通话翻页发接短信2G:数字手机网页浏览音乐游戏3G:数字通信电影音乐视频会议购物未来手机钱包式电脑办公设备柔性显示1.1显示技术的发展显示技术发展的时代第一代显示——CRT显示第二代显示——LCD显示新一代显示——OLED显示未来显示——柔性显示在平板显示中，屏幕变得非常薄CRT显示平板显示在CRT显示中，电子枪距阳极很远，体积庞大三星的柔性AMOLED日商电子集团52英寸裸眼3D液晶显示器1.2显示器的种类显示器的分类按显示器显示图像的方式分：投影型、空间成像型和直视型三种。按显示器的形态分：阴极射线管显示器和平板显示器两种。按发光方式分：主动发光型和非主动发光型两种。按是否含有源器件分：无源矩阵和有源矩阵两种。屏幕透镜折射镜折射镜三片液晶屏三片分光镜光源三片式LCD投影显示空间成像型显示器——头盔显示器直视型显示器主动发光型非主动发光型阴极射线管显示器（CathodeRayTube,CRT）等离子体显示器（PlasmaDisplayPanel,PDP）场致发射显示器（FieldEmissionDisplay,FED）真空荧光显示器（VacuumFluorescenceDisplay,VFD）电致发光显示器（ElectroluminescentDisplay,ELD）发光二极管显示器（LightEmittingDiode,LED）有机发光二极管显示器（OrganicLightEmittingDiode,OLED）液晶显示器（LiquidCrystalDisplay,LCD）电致变色显示器（ElectrochromismDisplay,ECD）平板显示1.2显示器的种类显示器的分类直视型显示器是当前显示器的主流，根据显示原理和发光类型又分为很多种。CRT：由电子枪、偏转线圈、阴罩、荧光粉层和圆锥形玻壳5大部分组成。原理：由电子枪发出高能电子束，几经聚焦、调控打在荧光粉上，产生亮点。通过控制电子束的方向和强度，产生不同的颜色与亮度，并接受信号扫描后形成影像。1.2显示器的种类阴极射线管显示器(CRT)阴罩玻壳垂直偏转水平偏转电子束聚焦系统控制栅电子枪阴极荧光粉层带正电的内部金属层偏转线圈1.2显示器的种类等离子体显示器(PDP)介质层发光扫描电极MgO紫外线放电荧光粉玻璃基板玻璃基板信号电极壁障保护层扫描电极介质层信号电极玻璃基板荧光粉层（R、G、B）玻璃基板介质层等离子体显示器是利用气体放电发光激发荧光粉实现显示的一种主动发光型平板显示器。具有薄型、大屏幕、色彩丰富的特点，在大屏幕电视市场占有一席之地。优点响应速度快（<20ns）视角大、体积小、重量轻，适合大屏幕显示显示容量大、亮度高，满足高清晰度电视要求制作工艺易于批量生产，有利于产业形成应用数字电视、高清晰度电视、多媒体显示缺点显示固定画面时会存在潜像；采用障壁结构，小尺寸高分辨率困难；高驱动电压形成的高瞬时功率对集成电路是致命的。1.2显示器的种类等离子体显示器(PDP)场致发射显示（FED）场发射显示（FED）是一种是用冷阴极在高电场作用下发射电子，轰击涂覆在样机上的荧光粉，使其发光的显示器件。1.2显示器的种类尖锥基板树脂层绝缘层阴极隔垫物基板发射阵列栅极孔像素栅极聚焦栅格黑矩阵阳极FED是阵列型发生源冷阴极发射平板显示场致发射显示（FED）1.2显示器的种类隔垫物尖锥阴极基板栅极绝缘层荧光粉黑矩阵阳极+++_电子束FED显示原理：1）尖锥阴极与栅极之间加低电压，实现对阴极发射电子的调制；2）由于电极间距很小，尖锥阴极的尖端会产生很强的电场，电子在强电场下由于隧道效应从金属内部穿出进入真空中；3）上基板阳极上加高电压，电子加速获得能量轰击荧光粉，得到高亮度的发光。发光二极管显示（LED）发光二极管是一种电流注入型半导体发光器件，是pn结结构。改变所采用的半导体材料和掺入不同杂质可以发出不同颜色的可见光。PN发光二极管的材料:主要是-Ⅴ族化合物半导体材料GaAs红外光GaP:ZnO红光GaP:N绿光、黄光GaAs与GaP混晶GaAs与AlAs混晶1.2显示器的种类发光二极管显示（LED）发光二极管显示就是采用无数个小的发光二极管拼接而成。1.2显示器的种类LED的主要优点是：①主动发光，发光强度大。②工作电压低，约2V。由于是正向偏置，工作稳定，工作温度范围宽，寿命长，可达10万小时。③响应速度快。④LED是超大屏幕（≥200英寸）显示的唯一方式。缺点是：LED的主要缺点是电流大、功耗大。发光二极管显示（LED）1.2显示器的种类各种平板显示器性能的对比1.3显示器件的性能对比◎：非常好；○：好；△：普通；×：需要改善响应时间1.4显示器件的性能参数施加电压下降时间上升时间透过率响应时间是从显示器打开电源输入信号的反应时间，如像素由暗转到亮，再由亮转到暗的图像完全显示所用的时间。响应时间快响应时间长的托尾现象亮度1.4显示器件的性能参数背光源偏振片1偏振片2彩膜像素开口率5%~10%45%50%~80%25%~30%95%150~300cd/m23000cd/m2电极95%亮度是指在单位面积上显示器画面明亮程度。用通过画面法线方向光量的密度表示，单位是坎德拉／平方米（cd/m2）或尼特（nit）。有效的透光区100%栅极源极存储电容TFT像素电极开口率是像素的光通过部分面积与像素总面积的比例。开口率1.4显示器件的性能参数普通开口率约55%REDGRNBLURedGreenBlueGRNREDBLUGreenRedBlue

超大开口率可达80%1.4显示器件的性能参数提高开口率技术通过改变设计方案和工艺能力，缩小栅线、信号线宽度和TFT等大小可以提高开口率；采用新的设计：BMonArray设计和有机膜绝缘层设计。黑矩阵线间距ITO共用电极信号线通常的开口率阵列基板彩膜基板ITO像素电极交叠区彩膜线间距通常的设计更高的开口率黑矩阵隔离层BMonArray设计更高的开口率交叠区有机绝缘层信号线有机膜绝缘层设计1.4显示器件的性能参数BMonArray设计BMonArray设计：把黑矩阵（BM）制作在阵列基板（Array）上的一种方法。通常的设计：黑矩阵制作在彩膜基板上，起遮光作用。对盒时，为保证黑矩阵能遮挡住信号线及线间距，在像素电极上有一定交叠区，宽度为4~5μm。开口率比较小。BMonArray设计：先在阵列基板制作一层黑矩阵，光刻图形正好遮挡住线间距，并沉积隔离层。再制作TFT阵列。对盒时在像素电极上不用再交叠，开口率提高。同时，上基板也可以有黑矩阵遮挡一些散射光的影响。信号线黑矩阵线间距通常的开口率交叠区彩膜线间距通常的设计彩膜基板像素电极BMonArray设计更高的开口率黑矩阵隔离层阵列基板像素电极1.4显示器件的性能参数有机绝缘膜设计有机膜绝缘层设计：利用高介电常数的有机膜材料作为绝缘层使得信号线和像素电极层制作在不同层内。通常的设计：信号线和像素电极在同一平面，为避免短路，要刻蚀出来一定宽度的线间距。对盒时为保证能遮挡住信号线及线间距，要有一定交叠。有机膜绝缘层设计：信号线光刻后，沉积有机绝缘层，再光刻像素电极。像素电极可以制作大些，与信号线在垂直方向交叠。黑矩阵变小，开口率明显提高。黑矩阵线间距信号线通常的开口率阵列基板像素电极交叠区彩膜线间距通常的设计更高的开口率交叠区有机绝缘层信号线有机膜绝缘层设计像素电极对比度和灰度1.4显示器件的性能参数对比度：指显示器的最大亮度与最小亮度的比值，用CR表示。灰度：指在白和黑之间的亮度层次分成几个等级，表示显示亮度不同的反差。V1V2V3液晶外加电压（V）V3V2V1灰度级8级的显示液晶显示的灰度的实现方法3个电压对应的画面亮度分别是白、灰、黑分辨率1.4显示器件的性能参数分辨率是显示器能够分辨出图像最小细节的能力。平板显示的分辨率用屏幕上纵横排列点的总数来表示。分辨率也用PPI表示。PPI，Pixelsperinch，是每英寸所拥有的像素（Pixel）数目。PPI数值越高，显示图像的密度越高，画面的细节越丰富。例如：苹果的iphone4屏幕为3.5英寸，分辨率为960×640，约330ppi1.4显示器件的性能参数分辨率画面尺寸及像素间距1.4显示器件的性能参数长宽比：显示画面横方向尺寸和纵方向尺寸的比。如长宽比为4:3。画面尺寸：显示区域对角线的长度。如10.4〞指显示区对角线长度为10.4英寸。像素间距：像素到像素的重复距离，即单元像素的大小。由分辨率和画面尺寸可以计算出像素间距。例如：一个10.4〞VGA（640×480像素）屏，长宽比为4:3，计算的像素间距大约为330μｍ。即：横向：（10.4×2.54×0.8）÷640＝0.03302cｍ≈330μm纵向：（10.4×2.54×0.6）÷480＝0.03302cｍ≈330μmm：画面尺寸，单位英寸c和d：长宽比数值，c:d表示

产线世代1.4显示器件的性能参数基板尺寸的大小决定了生产线使用的设备型号，决定着产线世代。第一代生产线玻璃基板尺寸是300mm×400mm，可切割10.4″显示屏2块。6代线（G6）产线世代1.4显示器件的性能参数

G6玻璃基板尺寸达到了1500×1850毫米。一片G6的玻璃基板，可切割出30片15寸面板